Die Kohlenmonoxid-Dehydrogenase (CODH) hat eine hohe Umweltrelevanz aufgrund ihrer Fähigkeit, CO 2 biokatalytischzureduzieren. Trotz intensiver Bemühungen in den vergangenen Jahrzehnten ist der katalytische Mechanismus der CODH nochn ichtv ollständig aufgeklärt. In einer spektroskopischen und theoretischen Studie präsentieren wir nun erste Beweise füreine Reduktion von Cyanat (NCO À )zu Cyanid (CN À )a mC -Cluster.D as Addukt bleibt am katalyti-schenZ entrum gebunden und bildet den so genannten CN Àinhibierten Zustand. Interessanterweise findet diese Umwandlung nicht in Kristallen von CODHII Ch statt, was anhand des Fehlens der entsprechenden CN-Streckschwingungsbanden belegt werden kann. Die Transformation von NCO À ,e ines Inhibitors des C red2 -Zustands der CODH, kçnnte den CO 2 -Umsatz nachahmen und auf diese Weise neue Perspektiven für die Aufklärung des genauen katalytischen Mechanismus der CODH bieten. Die Kohlenmonoxid-Dehydrogenase (CODH) katalysiert die reversible Umwandlung zwischen CO und CO 2. Des Weiteren ist CODH ein zentrales Enzym des reduktiven Acetyl-CoA-Weges,w odurch es Mikroorganismen wie Carboxydothermus hydrogenoformans (Ch)u nd Moorella thermoacetica erlaubt, H 2 und CO 2 als Elektronen-und Kohlenstoffquelle zu nutzen oder CO zu oxidieren, um es als Elektronenquelle zu verwenden. [1] Die Rückreaktion, nämlich die enzymatische Reduktion von CO 2 ,i st von besonderem Interesse,d as ie als Vorlage fürd ie bioinspirierte Entwicklung von Katalysatoren fürden CO 2 -Abbau dienen kann. Das Enzym besteht aus zwei monomeren Einheiten, jede von ihnen beinhaltet drei Eisen-Schwefel-Cluster (D,Bund C, ausgehend von der Proteinoberfläche hin zum Inneren des Proteins). Der cubanfçrmige [4Fe-4S]-d-Cluster wird von jeweils zwei Cysteinresten pro Untereinheit koordiniert. Somit weist das homodimere Enzym einen d-Cluster, zwei B-Cluster und zwei [NiFe 4 S 4 OH x ]aktive Zentren (C-Cluster) auf.Es Abbildung 1. Bei 10 8 8Ci nLçsung gemesseneI R-Spektrend er CODHII Ch nach Inkubation mit NCO À (A) oder N 13 CO À (B).Abbildung 2. Bei 10 8 8CinLçsung gemesseneIR-Spektren der CODHII Ch ,i nkubiert mit NCO À bei pH 6.0 (A), pH 8.0 (B) und pH 10.0 (C). Einschub:N ormierte Intensitätder CN-Streckschwingungsbande als Funktion des pH-Werts. Der Pufferaustausch führte experimentabhängig zu Variationen der NCO À -Restkonzentration.